วิธีตรวจสอบไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อดูความสามารถในการให้บริการ

ในการซ่อมอุปกรณ์และวงจรประกอบคุณต้องแน่ใจว่าองค์ประกอบทั้งหมดอยู่ในสภาพที่ใช้งานได้ดีมิฉะนั้นคุณจะเสียเวลา ไมโครคอนโทรลเลอร์ยังสามารถเบิร์นออกมาได้ แต่จะตรวจสอบได้อย่างไรว่าไม่มีสัญญาณภายนอก: รอยแตกในกรณีพื้นที่ไหม้เกรียมกลิ่นไหม้และอื่น ๆ ? ในการทำเช่นนี้คุณต้อง:

• แหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้าเสถียร

• มัลติมิเตอร์;

• Oscilloscope

คำเตือน:

การตรวจสอบอย่างเต็มรูปแบบของโหนดทั้งหมดของไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นเรื่องยาก - วิธีที่ดีที่สุดในการแทนที่ด้วยดีที่รู้จักหรือที่มีอยู่แล้วอัพเกรดโปรแกรมรหัสอื่นและตรวจสอบการทำงานของมัน ในกรณีนี้โปรแกรมควรมีทั้งการตรวจสอบพินทั้งหมด (ตัวอย่างเช่นการเปิดและปิดไฟ LED หลังจากระยะเวลาที่กำหนด) รวมถึงวงจรขัดจังหวะและสิ่งอื่น ๆ

ทฤษฎี

ไมโครคอนโทรลเลอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนในนั้นโหนดมัลติฟังก์ชั่:

• วงจรไฟฟ้า

• ลงทะเบียน;

• ปัจจัยการผลิตและผลผลิต

• ALU;

• RAM;

• รอม;

• ADC;

• อินเตอร์เฟสและอื่น ๆ

ดังนั้นเมื่อวิเคราะห์ไมโครคอนโทรลเลอร์ปัญหาจะเกิดขึ้น:

การทำงานของโหนดที่ชัดเจนไม่รับประกันการทำงานของส่วนประกอบที่เหลือ

ก่อนที่จะดำเนินการวิเคราะห์วงจรรวมใด ๆ คุณต้องทำความคุ้นเคยกับเอกสารทางเทคนิคเพื่อที่จะค้นหาเขียนในเครื่องมือค้นหาวลีเช่น: "ชื่อขององค์ประกอบแผ่นข้อมูล" เป็นตัวเลือก - "atmega328 แผ่นข้อมูล"

ในแผ่นงานแรกที่คุณจะเห็นข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับองค์ประกอบเช่นพิจารณาแต่ละช่วงเวลาจากแผ่นข้อมูลไปยัง 328 atmega ทั่วไปเช่นเรามีในแพ็คเกจ 28 เราต้องค้นหา pinout ของไมโครคอนโทรลเลอร์ในแพ็คเกจต่างๆพิจารณา dip28 ที่เราสนใจ

สิ่งแรกที่เราจะต้องใส่ใจคือพิน 7 และ 8 มีหน้าที่รับผิดชอบในการเพิ่มกำลังไฟและสายไฟทั่วไป ตอนนี้เราจำเป็นต้องรู้คุณสมบัติของวงจรไฟฟ้าและการใช้งานของไมโครคอนโทรลเลอร์ แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายคือ 1.8 ถึง 5.5 V, กระแสไฟฟ้าที่ใช้ในโหมดแอคทีฟคือ 0.2 mA, ในโหมดพลังงานต่ำคือ 0.75 μA, และนาฬิกาแบบเรียลไทม์ 32 kHz รวมอยู่ด้วย ช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -40 ถึง 105 องศาเซลเซียส

ข้อมูลนี้เพียงพอสำหรับเราในการวินิจฉัยขั้นพื้นฐาน

เหตุผลหลัก

Microcontrollers ล้มเหลวทั้งในกรณีที่ไม่มีการควบคุมและเนื่องจากการจัดการที่ไม่เหมาะสม:

1. ความร้อนสูงเกินไประหว่างการดำเนินการ

2. ความร้อนสูงเกินไปในระหว่างการบัดกรี

3. เกินข้อสรุป

4. แหล่งจ่ายไฟย้อนกลับ

5. ไฟฟ้าสถิตย์

6. ไฟกระชาก

7. ความเสียหายทางกล

8. การสัมผัสกับความชื้น

พิจารณารายละเอียดแต่ละข้อดังนี้

1. ความร้อนสูงเกินไปอาจเกิดขึ้นได้หากคุณใช้งานอุปกรณ์ในที่ร้อนหรือหากคุณวางการออกแบบไว้ในที่อยู่อาศัยที่มีขนาดเล็กเกินไป อุณหภูมิของไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการติดตั้งที่แน่นเกินไปรูปแบบ PCB ที่ไม่เหมาะสมเมื่อมีองค์ประกอบความร้อนติดกับตัวต้านทาน - ตัวต้านทานทรานซิสเตอร์พลังงานตัวควบคุมพลังงานเชิงเส้น อุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตของไมโครคอนโทรลเลอร์ทั่วไปอยู่ในช่วง 80-150 องศาเซลเซียส

2. หากคุณบัดกรีด้วยหัวแร้งที่แรงเกินไปหรือค้างไว้ที่ขาเป็นเวลานานคุณสามารถทำให้ร้อนมากเกินไปไมครอน ความร้อนผ่านตัวนำจะไปถึงคริสตัลและทำลายหรือเชื่อมต่อกับหมุด

3. การบรรทุกเกินพิกัดเกิดขึ้นเนื่องจากวงจรที่ไม่ถูกต้องและการลัดวงจรลงกราวด์

4. การกลับขั้ว การจ่ายกำลังไฟลบให้ Vcc และบวกกับ GND อาจเกิดจากการติดตั้งไอซีที่ไม่เหมาะสมบนแผงวงจรหรือการเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้องกับโปรแกรมเมอร์

5. ไฟฟ้าสถิตอาจทำให้ชิปเสียหายทั้งในระหว่างการติดตั้งหากคุณไม่ใช้คุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตย์และกราวด์หรือในระหว่างการใช้งาน

6. หากเกิดความผิดปกติโคลงจะแตกออกหรือด้วยเหตุผลบางอย่างไมโครคอนโทรลเลอร์มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต - มันไม่น่าจะยังคงเหมือนเดิมขึ้นอยู่กับระยะเวลาของเหตุฉุกเฉิน

7. นอกจากนี้อย่ากระตือรือร้นเกินไปในการติดตั้งชิ้นส่วนหรือถอดแยกชิ้นส่วนอุปกรณ์เพื่อไม่ให้ขาและตัวกล่องเสียหาย

8. ความชื้นกลายเป็นสาเหตุของออกไซด์นำไปสู่การสูญเสียการติดต่อลัดวงจร และเรากำลังพูดถึงไม่เพียงเกี่ยวกับการถูกของเหลวโดยตรงบนกระดาน แต่ยังเกี่ยวกับการใช้งานในระยะยาวในสภาพที่มีความชื้นสูง (ใกล้สระน้ำและชั้นใต้ดิน)

ตรวจสอบไมโครคอนโทรลเลอร์โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ

เริ่มต้นด้วยการตรวจสอบภายนอก: เคสต้องไม่เสียหายการบัดกรีของเทอร์มินัลจะต้องไร้ที่ติโดยไม่มี microcracks และออกไซด์ สิ่งนี้สามารถทำได้ด้วยแว่นขยายธรรมดา

หากอุปกรณ์ใช้งานไม่ได้เลยให้ตรวจสอบอุณหภูมิของไมโครคอนโทรลเลอร์หากอุปกรณ์มีการโหลดอย่างหนักสามารถทำให้ความร้อนสูงขึ้น แต่ไม่สามารถเผาไหม้ได้เช่นกัน อุณหภูมิของเคสต้องเป็นไปตามที่นิ้วทนต่อการถือครองยาวนานคุณจะไม่ทำอะไรเลยหากไม่มีเครื่องมือ

ตรวจสอบมัลติมิเตอร์

ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่มาถึง Vcc และ Gnd หากแรงดันไฟฟ้าเป็นปกติคุณจะต้องวัดกระแสเพื่อให้สะดวกในการตัดแทร็กที่นำไปสู่การจ่ายไฟ Vcc จากนั้นคุณสามารถ จำกัด การวัดเป็น microcircuit เฉพาะโดยไม่ได้รับอิทธิพลจากองค์ประกอบที่เชื่อมต่อแบบขนาน

อย่าลืมถอดฝาครอบบอร์ดกับชั้นทองแดงในตำแหน่งที่คุณจะสัมผัสหัววัด หากคุณตัดมันอย่างระมัดระวังคุณสามารถเรียกคืนแทร็กด้วยการบัดกรีที่ลดลงหรือชิ้นส่วนของทองแดงเช่นจากขดลวดหม้อแปลง

หรือคุณสามารถจ่ายไฟให้ไมโครคอนโทรลเลอร์จากแหล่งจ่ายไฟ 5V ภายนอก (หรือแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมอื่น ๆ ) และวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้า แต่คุณยังต้องตัดแทร็กเพื่อแยกอิทธิพลขององค์ประกอบอื่น ๆ

สำหรับการวัดทั้งหมดเราต้องการข้อมูลที่เพียงพอจากแผ่นข้อมูล มันจะไม่ฟุ่มเฟือยที่จะเห็นสิ่งที่แรงดันไฟฟ้าควบคุมพลังงานสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รับการออกแบบ ความจริงก็คือวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์ที่แตกต่างกันนั้นขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันมันสามารถเป็น 3.3V, 5V และอื่น ๆ แรงดันอาจมีอยู่ แต่ไม่ตรงกับระดับ

หากไม่มีแรงดันไฟฟ้าให้ตรวจสอบว่ามีไฟฟ้าลัดวงจรในวงจรไฟฟ้าและที่ขาอีกข้าง ในการทำสิ่งนี้อย่างรวดเร็วให้ปิดเครื่องไปยังบอร์ดเปิดมัลติมิเตอร์ในโหมดการโทรแล้ววางโพรบหนึ่งตัวบนลวดทั่วไปของบอร์ด (กราวด์)

โดยปกติมันจะผ่านไปตามขอบด้านนอกของบอร์ดและที่จุดเชื่อมต่อกับกรณีที่มีแพลตฟอร์มกระป๋องหรือตัวเรือนขั้วต่อ และข้อที่สองวาดข้อสรุปทั้งหมดของชิป หากเขาซื้อที่ใดที่หนึ่ง - ตรวจสอบว่าเป็นพินชนิดใดการโทรควรทำงานบนพิน GND (พินที่ 8 ใน atmega328)

หากใช้งานไม่ได้วงจรระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์กับสายสามัญอาจใช้งานไม่ได้ หากมันทำงานกับขาอื่น ๆ - ดูแผนภาพสำหรับความต้านทานต่ำระหว่างพินและลบ หากไม่เป็นเช่นนั้นคุณจะต้องถอดไมโครคอนโทรลเลอร์ออกและดังขึ้นอีกครั้ง เราตรวจสอบสิ่งเดียวกัน แต่ตอนนี้ระหว่างกำลังบวก (กับพินที่ 7) และขั้วของไมโครคอนโทรลเลอร์ หากต้องการขาทั้งหมดจะถูกเรียกเข้าด้วยกันและตรวจสอบแผนภาพการเชื่อมต่อ

ทดสอบออสซิลโลสโคป

สโคป - สายตาของวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยคุณสามารถตรวจสอบการ lasing บน resonator มันเชื่อมต่อระหว่างขั้ว XTAL1, 2 (ขา 9 และ 10)

แต่โพรบออสซิลโลสโคปมีความจุปกติคือ 100 pF หากคุณตั้งค่าตัวแบ่งเป็น 10 ความจุโพรบจะลดลงถึง 20 pF สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสัญญาณ แต่เพื่อทดสอบประสิทธิภาพที่ไม่จำเป็นเราต้องดูว่ามีความผันผวนหรือไม่ สัญญาณควรมีรูปร่างเช่นนี้และความถี่ที่สอดคล้องกับอินสแตนซ์ที่เฉพาะเจาะจง

หากวงจรใช้หน่วยความจำภายนอกคุณสามารถตรวจสอบได้อย่างง่ายดาย ควรมีการระเบิดของพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าบนสายข้อมูล

ซึ่งหมายความว่าไมโครคอนโทรลเลอร์จะเรียกใช้รหัสและแลกเปลี่ยนข้อมูลกับหน่วยความจำอย่างถูกต้อง

เราใช้โปรแกรมเมอร์

หากคุณถอดไมโครคอนโทรลเลอร์ออกและเชื่อมต่อกับโปรแกรมเมอร์คุณสามารถตรวจสอบปฏิกิริยาของมันได้ในการทำสิ่งนี้ในโปรแกรมบนพีซีให้คลิกปุ่มอ่านหลังจากนั้นคุณจะเห็น ID ของโปรแกรมเมอร์บน AVR คุณสามารถลองอ่านฟิวส์ หากไม่มีการป้องกันการอ่านคุณสามารถอ่านการถ่ายโอนข้อมูลเฟิร์มแวร์ดาวน์โหลดโปรแกรมอื่นตรวจสอบการทำงานของรหัสที่คุณรู้จักนี่เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและง่ายต่อการวินิจฉัยไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ทำงานผิดปกติ

โปรแกรมเมอร์สามารถเป็นผู้เชี่ยวชาญเช่น USBASP สำหรับตระกูล ATS:

และเป็นสากลเช่น Miniprog

แผนภาพการเชื่อมต่อ USBASP ถึง atmega 328:

ข้อสรุป

ดังนั้นการตรวจสอบไมโครคอนโทรลเลอร์จึงไม่แตกต่างจากการตรวจสอบไมโครเซอร์กิตอื่น ๆ เว้นแต่คุณจะมีโอกาสใช้โปรแกรมเมอร์และอ่านข้อมูลจากไมโครคอนโทรลเลอร์ ดังนั้นคุณจึงมั่นใจได้ว่าจะสามารถเชื่อมต่อกับพีซีได้ อย่างไรก็ตามความผิดปกติเกิดขึ้นที่ไม่สามารถตรวจพบได้ด้วยวิธีนี้

โดยทั่วไปอุปกรณ์ควบคุมมักจะล้มเหลวบ่อยครั้งปัญหาคือการเชื่อมดังนั้นคุณไม่ควรไปที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยเครื่องมือทั้งหมดทันทีตรวจสอบวงจรทั้งหมดเพื่อไม่ให้เกิดปัญหากับเฟิร์มแวร์ต่อไป